CN220017391U - 一种热氧化炉旋流燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种热氧化炉旋流燃烧器，涉及基础化工设备技术领域，该热氧化炉旋流燃烧器包括燃烧器壳体，燃烧器壳体一侧设有废气进口，燃烧器壳体内设衬里，衬里的内部空间为燃烧室，衬里与燃烧器壳体的内壁之间为导气腔，衬里上设有若干个切向废气喷孔。本实用新型的废气通过废气进口进入导气腔，然后在通过切向废气喷孔切向喷入燃烧室内助燃燃料的火焰外层，由于具有多个切向废气喷孔，故喷入的废气在火焰外周逐渐混合，保证了废气的热氧化效果，同时又不会对助燃燃料的火焰造成显著影响，故对废气的热值特性不敏感，适合低热值或无热值的废气。

Description

一种热氧化炉旋流燃烧器

技术领域

本实用新型涉及基础化工设备技术领域，尤其是涉及一种热氧化炉旋流燃烧器。

背景技术

目前，对工业有害废气的处理，还是以热氧化炉处理为主。而国内外氧化炉在废气喷枪设置时，常面临一件比较棘手的问题。当废气量较小时，一般设置在热氧化炉燃烧器上，通过特定的废气喷枪喷入火焰之中。但废气量较大时，则无法布置在燃烧器上，一是喷枪规格过大，结构受限，另一个问题是大量废气直喷到助燃燃料火焰中，可能造成助燃火焰不稳定，甚至发生熄灭。

因此，处理大量废气的热氧化炉，一般会把废气入口置在炉体上，使得废气处理过程在炉膛内完成，但如此会带来一个问题，那就是废气与火焰混合较弱，废气的热氧化效果不很理想。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种热氧化炉旋流燃烧器，以解决现有技术中，常在炉体上设置废气入口，使得废气处理过程在炉膛内完成，导致废气与火焰混合较弱，废气的热氧化效果不很理想的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种热氧化炉旋流燃烧器，包括燃烧器壳体，所述燃烧器壳体一侧设有废气进口，所述燃烧器壳体内设衬里，所述衬里的内部空间为燃烧室，所述衬里与所述燃烧器壳体的内壁之间为导气腔，所述衬里上设有若干个切向废气喷孔，通过所述废气进口进入所述导气腔的废气在通过所述切向废气喷孔切向喷入所述燃烧室内助燃燃料的火焰外层。

根据一种可选实施方式，所述燃烧器壳体内部设有上段部和下段部，所述上段部和所述下段部之间通过喉口连通，所述衬里和所述废气进口置于所述下段部。

根据一种可选实施方式，所述上段部内设有空气旋流器，所述上段部的一侧设有切向空气入口，所述空气旋流器置于所述切向空气入口的末端。

根据一种可选实施方式，所述空气旋流器为柱形空气旋流器或锥台形空气旋流器。

根据一种可选实施方式，所述上段部的助燃空气的旋流强度范围为0.3-0.7。

根据一种可选实施方式，所述上段部的顶部设有向内延伸的中心废液枪或喷枪，所述中心废液枪或所述喷枪穿过所述空气旋流器直至所述喉口。

根据一种可选实施方式，所述中心废液枪或所述喷枪的一侧设有助燃燃料进口。

根据一种可选实施方式，所述切向废气喷孔在所述衬里的不同层布置，每层均具有若干个所述切向废气喷孔。

根据一种可选实施方式，所述切向废气喷孔的内壁套设陶瓷管。

本实用新型提供的热氧化炉旋流燃烧器，具有以下技术效果：

该种热氧化炉旋流燃烧器，主要由燃烧器壳体构成，燃烧器壳体一侧设有废气进口，燃烧器壳体内设衬里，衬里的内部空间为燃烧室，衬里与燃烧器壳体的内壁之间为导气腔，衬里上设有若干个切向废气喷孔，本实用新型的废气通过废气进口进入导气腔，然后在通过切向废气喷孔切向喷入燃烧室内助燃燃料的火焰外层，由于具有多个切向废气喷孔，故喷入的废气在火焰外周逐渐混合，保证了废气的热氧化效果，同时又不会对助燃燃料的火焰造成显著影响，故对废气的热值特性不敏感，适合低热值或无热值的废气。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一实施例热氧化炉旋流燃烧器的外形示意图；

图2是图1中热氧化炉旋流燃烧器的内部结构示意图；

图3是图2中热氧化炉旋流燃烧器沿A-A方向和B-B方向的剖视图；

图4是图2中热氧化炉旋流燃烧器中的空气旋流器的结构示意图。

其中，图1-图4：

1、燃烧器壳体；11、上段部；111、切向空气入口；12、下段部；121、废气进口；122、喉口；2、空气旋流器；3、中心废液枪；31、助燃燃料进口；4、衬里；41、切向废气喷孔；42、燃烧室；43、导气腔。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

正如背景技术所述，现有技术中处理大量废气的热氧化炉，一般会把废气入口置在炉体上，使得废气处理过程在炉膛内完成，但如此会带来一个问题，那就是废气与火焰混合较弱，废气的热氧化效果不很理想。

基于此，本实用新型提供了一种热氧化炉旋流燃烧器，主要由燃烧器壳体构成，燃烧器壳体一侧设有废气进口，燃烧器壳体内设衬里，衬里的内部空间为燃烧室，衬里与燃烧器壳体的内壁之间为导气腔，衬里上设有若干个切向废气喷孔，本实用新型的废气通过废气进口进入导气腔，然后在通过切向废气喷孔切向喷入燃烧室内助燃燃料的火焰外层，由于具有多个切向废气喷孔，故喷入的废气在火焰外周逐渐混合，保证了废气的热氧化效果，同时又不会对助燃燃料的火焰造成显著影响，故对废气的热值特性不敏感，适合低热值或无热值的废气。

下面结合具体的附图1-4对本实用新型的技术方案进行详细的说明。

参见图1-4所示，为本实用新型一实施例提供的热氧化炉旋流燃烧器的结构示意图，本实施例的热氧化炉旋流燃烧器对废气的热值特性不敏感，适合低热值或无热值废气的热氧化炉旋流燃烧器。

具体的，热氧化炉旋流燃烧器包括燃烧器壳体1。

如图2所示，本实施例的燃烧器壳体1的外轮廓优选为圆柱体，包括上段部11和下段部12，其中下段部12的尺寸大于上段部11的尺寸，上段部11和下段部12之间通过喉口122连通。

上段部11，如图2所示，内设空气旋流器2，本实施例的空气旋流器2既可以为柱形空气旋流器2，也可以为锥台形空气旋流器2，还可以为其它形状的空气旋流器2，如图4所示，本实用新型对于空气旋流器2的形状不作限定。

继续参见图2所示，上段部11的一侧设有切向空气入口111，空气旋流器2置于切向空气入口111的末端，上段部11的顶部设有向内延伸的中心废液枪3，中心废液枪3穿过空气旋流器2直至喉口122。

本实施例的燃烧器采用了旋流燃烧技术，为保证旋流效果，切向空气入口111切向设置，同时，空气旋流器2设计时，需结合实际情况进行特定计算，保证在设计负荷状态下，助燃空气的旋流强度在0.3-0.7左右。

详细的，结合实际情况进行特定计算指的是：空气旋流器2设计时，先需结合助燃空气的流量，选择合适的喉口122轴向速度w，来确定吼口的尺寸d1，d1值过大，说明线速度过小，则空气阻力损失较小，但旋流效应弱，燃料与空气的混合效率较低。d1值过小，上述效果则反之。实践证明，轴向速度w＝25-35m/s是较为合适的数值。

如图2所示，当d2明显大于d1时，由d2形成的切向速度会导致增加空气的旋流效应，但相应的增加空气旋流器2的外形，相应的设备外形和成本也会增加，尤其在燃烧器面板上需设置其他附件，如点火枪、火焰监视器等，造成结构冲撞或过分庞大，这是明显不利的，因此，一般会选择有经验的d2/d1值比例关系，实践证明，d2/d1＝1.2-1.6是较为常见的。

空气旋流器2的结构设计时，其旋流效果，并不完全取决于叶片的数量，但当叶片数量明显偏少时，比如小于8片时，每相邻叶片之间的空气层就会太厚，从而导致不必要的湍流，根据一般的经验，优先推荐叶片数量为12-16片。同时，为防止空气的“短路”，叶片的重叠部分与叶片间距之间，需要一个最小的比值比率，这个比值例约为3∶1。

此外，如图2所示，中心废液枪3的一侧设有助燃燃料进口31，本实施例的中心废液枪3，适用于同时有废液处理的工况。实际项目实施时，可以根据项目实况，更换为小流量助燃燃料喷枪，或液体助燃喷枪，甚至取消处理。

下段部12，如图2所示，其一侧设有废气进口121，下段部12的内腔设有衬里4，衬里4布满下段部12内腔的侧壁和顶壁除喉口122的区域，衬里4的内部空间形成燃烧室42，衬里4与下段部12的内壁之间为导气腔43，衬里4上设有若干个切向废气喷孔41。

值得一提的是，本实施例的切向废气喷孔41位于衬里4的侧壁上，并且切向废气喷孔41在衬里4的不同层布置，每层均具有若干个切向废气喷孔41。

根据不同的废气处理量和喷孔流速要求，可能需要设置多个切向废气喷孔41，这些切向废气喷孔41在圆周上均布。如果喷孔数量过多，可以分成多层，比如第一层是第二层是/>

如图3所示，燃烧室42内从上到下顺着火焰的延伸方向，各层切向废气喷孔41形成的切圆直径逐层逐渐减小。如图3中的ΦD1和ΦD2所示。逐层向火焰中心掺入废气的方式，既保证了废气与火焰的混合效果，也利于保持原火焰的稳定性。

本实施例的热氧化炉燃烧器的切向废气喷孔41，其内壁套设陶瓷管，陶瓷管既可以保证使用寿命，又能耐受各种介质腐蚀。

此外，本实施例的燃烧器设计时，优先选择废气切向喷孔旋向与助燃空气旋向一致，当废气旋向与助燃空气旋向为同向时，两者组合后的轴向速度和切向速度衰减幅度较小，使得燃烧器总回流区范围更大，对燃料与空气混合和火焰稳定性更有利。

同时，本实施例的燃烧器还需要设置火焰监视器、点火枪、视镜、吊耳、铭牌等附件，因此类附件不是本实用新型的保护点，本实施例对此不再专门进行叙述，并亦未在附图中示出。

本实施例的燃烧器通过改变废气进入燃烧室42的方式，有效保证热氧化效果，使得废气焚烧更充分彻底，且对废气的热值有较好的适应性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种热氧化炉旋流燃烧器，其特征在于，包括燃烧器壳体，所述燃烧器壳体一侧设有废气进口，所述燃烧器壳体内设衬里，所述衬里的内部空间为燃烧室，所述衬里与所述燃烧器壳体的内壁之间为导气腔，所述衬里上设有若干个切向废气喷孔，通过所述废气进口进入所述导气腔的废气在通过所述切向废气喷孔切向喷入所述燃烧室内助燃燃料的火焰外层。

2.根据权利要求1所述的热氧化炉旋流燃烧器，其特征在于，所述燃烧器壳体内部设有上段部和下段部，所述上段部和所述下段部之间通过喉口连通，所述衬里和所述废气进口置于所述下段部。

3.根据权利要求2所述的热氧化炉旋流燃烧器，其特征在于，所述上段部内设有空气旋流器，所述上段部的一侧设有切向空气入口，所述空气旋流器置于所述切向空气入口的末端。

4.根据权利要求3所述的热氧化炉旋流燃烧器，其特征在于，所述空气旋流器为柱形空气旋流器或锥台形空气旋流器。

5.根据权利要求3所述的热氧化炉旋流燃烧器，其特征在于，所述上段部的助燃空气的旋流强度范围为0.3-0.7。

6.根据权利要求3所述的热氧化炉旋流燃烧器，其特征在于，所述上段部的顶部设有向内延伸的中心废液枪或喷枪，所述中心废液枪或所述喷枪穿过所述空气旋流器直至所述喉口。

7.根据权利要求6所述的热氧化炉旋流燃烧器，其特征在于，所述中心废液枪或所述喷枪的一侧设有助燃燃料进口。

8.根据权利要求2-7任一所述的热氧化炉旋流燃烧器，其特征在于，所述切向废气喷孔在所述衬里的不同层布置，每层均具有若干个所述切向废气喷孔。

9.根据权利要求8所述的热氧化炉旋流燃烧器，其特征在于，所述切向废气喷孔的内壁套设陶瓷管。